Фотокатод был освещен сперва светом с определенной длиной волны λ1, а затем светом с другой длиной волны λ2. В результате этого запирающая разность потенциалов увеличилась на 1,5 эВ. Какова разница в импульсах фотонов, падающих на поверхность катода в первом и втором случаях?
Lyagushka
Для решения этой задачи нам необходимо использовать следующие формулы:
1) Запирающая разность потенциалов (V) связана с разницей в энергиях фотонов (ΔE) следующим образом:
\[ V = \frac{{\Delta E}}{{e}} \]
где e - элементарный заряд (1,6 * 10^(-19) Кл).
2) Энергия фотона (E) связана с его импульсом (p) следующим образом:
\[ E = \frac{{pc}}{{\lambda}} \]
где c - скорость света (3 * 10^8 м/с), λ - длина волны фотона.
Начнем с решения для первого случая, где фотокатод был освещен светом с длиной волны λ1. Пусть импульс фотона в этом случае будет равен p1.
По формуле (2), энергия фотона с длиной волны λ1 также будет равна E1:
\[ E1 = \frac{{p1c}}{{\lambda1}} \]
Теперь рассмотрим второй случай, где фотокатод был освещен светом с длиной волны λ2. Пусть импульс фотона в этом случае будет равен p2.
Аналогично, энергия фотона с длиной волны λ2 будет равна E2:
\[ E2 = \frac{{p2c}}{{\lambda2}} \]
Мы знаем, что разница в запирающей разности потенциалов составляет 1,5 эВ, поэтому:
\[ V2 - V1 = \frac{{\Delta E}}{{e}} = \frac{{E2 - E1}}{{e}} \]
Подставим значения энергий фотонов:
\[ \frac{{p2c}}{{\lambda2}} - \frac{{p1c}}{{\lambda1}} = \frac{{\Delta E}}{{e}} \]
Теперь мы можем решить эту систему уравнений относительно разницы в импульсах фотонов (p2 - p1):
\[ p2 - p1 = \frac{{\Delta E \cdot \lambda1 \cdot \lambda2}}{{ec \cdot (\lambda1 - \lambda2)}} \]
Таким образом, разница в импульсах фотонов в первом и втором случаях будет равна:
\[ \Delta p = \frac{{\Delta E \cdot \lambda1 \cdot \lambda2}}{{e \cdot c \cdot (\lambda1 - \lambda2)}} \]
Подставьте значения из условия задачи для конкретного значения длин волн λ1 и λ2, и вы сможете рассчитать разницу в импульсах фотонов.
1) Запирающая разность потенциалов (V) связана с разницей в энергиях фотонов (ΔE) следующим образом:
\[ V = \frac{{\Delta E}}{{e}} \]
где e - элементарный заряд (1,6 * 10^(-19) Кл).
2) Энергия фотона (E) связана с его импульсом (p) следующим образом:
\[ E = \frac{{pc}}{{\lambda}} \]
где c - скорость света (3 * 10^8 м/с), λ - длина волны фотона.
Начнем с решения для первого случая, где фотокатод был освещен светом с длиной волны λ1. Пусть импульс фотона в этом случае будет равен p1.
По формуле (2), энергия фотона с длиной волны λ1 также будет равна E1:
\[ E1 = \frac{{p1c}}{{\lambda1}} \]
Теперь рассмотрим второй случай, где фотокатод был освещен светом с длиной волны λ2. Пусть импульс фотона в этом случае будет равен p2.
Аналогично, энергия фотона с длиной волны λ2 будет равна E2:
\[ E2 = \frac{{p2c}}{{\lambda2}} \]
Мы знаем, что разница в запирающей разности потенциалов составляет 1,5 эВ, поэтому:
\[ V2 - V1 = \frac{{\Delta E}}{{e}} = \frac{{E2 - E1}}{{e}} \]
Подставим значения энергий фотонов:
\[ \frac{{p2c}}{{\lambda2}} - \frac{{p1c}}{{\lambda1}} = \frac{{\Delta E}}{{e}} \]
Теперь мы можем решить эту систему уравнений относительно разницы в импульсах фотонов (p2 - p1):
\[ p2 - p1 = \frac{{\Delta E \cdot \lambda1 \cdot \lambda2}}{{ec \cdot (\lambda1 - \lambda2)}} \]
Таким образом, разница в импульсах фотонов в первом и втором случаях будет равна:
\[ \Delta p = \frac{{\Delta E \cdot \lambda1 \cdot \lambda2}}{{e \cdot c \cdot (\lambda1 - \lambda2)}} \]
Подставьте значения из условия задачи для конкретного значения длин волн λ1 и λ2, и вы сможете рассчитать разницу в импульсах фотонов.
Знаешь ответ?